燃煤氣化常壓鍋爐的製作方法

2023-05-04 07:31:41

專利名稱：燃煤氣化常壓鍋爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種常壓熱水鍋爐，尤其指一種自帶煤氣發生裝置的常壓 熱水鍋爐。
背景技術：
目前對於燃煤常壓熱水鍋爐來講，節能與環保是其生存與發展的基礎。現 有技術的常壓熱水鍋爐中燃燒效率較高的是將燃煤進行氣化後燃燒，其中有所 謂的半水煤氣化的操作，即採用蒸汽助燃方式，在爐膛內加入蒸汽使煤炭燃燒 過程中產生部分一氧化碳和氫氣同時進行燃燒。這種方式雖然提高了煤炭的燃 燒效率，但仍有部分未完全燃燒，常有黑煙冒出。另一種就是燃煤氣化常壓鍋
爐，即具有二次燃燒結構的常壓熱水鍋爐，如中國專利02273668公開的"燃 煤氣化常壓鍋爐"和中國專利02246534公開的"燃煤煤氣鍋爐"，這類型鍋爐 都是將燃煤先經一次燃燒及氣化後再進入二次燃燒室進行二次燃燒。其中前者 採用的是連續加煤持續供氣的方式，優點是鍋爐能夠持續不斷地得到煤氣進行 工作，不足是在一次燃燒過程中燃料煤得不到充分利用，排出的爐渣中有大量 未燃盡黑炭被丟棄。後者則是將產氣室內燃煤燃盡出灰後再添加新的燃煤開始 重新產氣。優點是燃料利用效率高，排渣少，汙染亦少。不足是鍋爐在重新加 煤期間會出現斷氣間隔，影響正常工作。 發明內容
本實用新型針對上述現有技術存在的不足設計了 一種燃煤氣化常壓鍋爐， 解決了上述現有技術中燃料煤利用效率低和鍋爐不能連續供氣的缺陷。
本實用新型的燃煤氣化常壓鍋爐，包括煤炭氣化室，位於煤炭氣化室上部
的二次燃燒室，由火管及包裹火管的水膽構成的換熱區及煙塵排放系統，其特
徵在於所述的煤炭氣化室由兩個並列設置的第一氣化室與第二氣化室構成。
所述的燃煤氣化常壓鍋爐，其中第一氣化室與第二氣化室之間還設置有蒸汽發生室。
所述的燃煤氣化常壓鍋爐，其中的蒸汽發生室通過蒸汽管與一個集汽器相 連，集汽器通過蒸汽輸出管與風機的送風管相連並由此與一次風室相連。
所述的燃煤氣化常壓鍋爐，其中換熱區由隔離室分為煙氣上升區與煙氣下 降區兩部分，煙氣上升區內火管的上下兩端分別與煙腔和二次燃燒室連通，煙 氣下降區內火管的上下兩端分別與煙腔和主煙道連通。
本實用新型的燃煤氣化常壓鍋爐，在爐體內設置兩個氣化室並與熱水鍋爐 有機地結合為一體，將燃煤全部氣化後進行燃燒，有效地降低了能耗、減少了 汙染排放。特別是兩個獨立氣化室既可單獨燃燒、也可交替燃燒、互補燃燒或 同時燃燒。可以實現清灰不停火，並且做到連續穩定地產氣。爐內水溫保持恆 定、均勻。煤炭氣化室產出的煤氣在二次燃燒室充分燃燒。燃燒煙氣經煙氣上 升區與煙氣下降區反覆換熱，使得炭火熱能得到充分利用。燃燒後的火焰、通 過火管上、下流動後再通過除塵器淨化、減少了汙染，潔淨了空氣，煤炭的熱 能利用率提高，較大程度地降低了能耗和汙染排放，同時也降低了成本。


圖l:燃煤氣化常壓鍋爐結構示意圖 圖2: A—A剖視圖 圖3: B—B剖視圖 圖4: C一C剖視圖
圖5:燃煤氣化常壓鍋爐側視結構示意圖
圖中1-爐體2-內膽3-風機4-一次風管5-—次風閥 6-二次風閥 7-二次風管 8-集汽器10-蒸汽輸出管11-水封池12-除塵器13-煙囪 14-壓力表15-安全閥16-換熱區17-煙道18-火管19-防爆水封20-煙腔21-隔離室22-二次燃燒室23-燃燒器25-加煤口 26-清理檢査口 27A-第一氣化室27B-第二氣化室28-蒸汽發生室29-爐篦 30-—次風 室31-爐體水封32-除塵器水封33-水套34-觀察口 36-噴淋除塵器
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。
參照附圖1與附圖5 (其中的附圖1為圖5的D-D剖示圖)。本實用新型的 燃煤氣化常壓鍋爐包括爐體1與爐膽2，在爐體的下部有煤炭氣化室，該煤炭 氣化室由第一氣化室27A與第二氣化室27B組成。兩個氣化室並列設置並分別 與上部的二次燃燒室22連通。在兩個氣化室之間設有一個蒸汽發生室28。集 汽器8通過蒸汽管與蒸汽發生室28連通。集汽器8上有一個蒸汽輸出管10與 風機3的送風管連通。通過風機3的送風管與爐體下部的一次風管4接通，或 者直接與一次風管4連接亦可。為了保證安全，在集汽器8上還設置有壓力表 14與安全閥15。第一氣化室與第二氣化室下部分別設有擺動式爐篦29，爐篦 下部與一次風室30相通。在煤炭氣化室上部的二次燃燒室22通過火管18與 煙腔20相通。火管18與包裹火管的水膽構成一個換熱區16，在換熱區的中部 有一個隔離室21將換熱區分為前後兩部分，其中位於爐體前部的為煙氣上升 區，在該區域內的火管18上部接煙腔20，下部接二次燃燒室22。位於爐體後 部的為煙氣下降區，在該區域內火管18的上部接煙腔20下部接煙道17。在煙 腔20的末端還設置有防爆水封19。爐體底部設置有爐體水封31。觀察口 34 用於觀察二次燃燒室22內的燃燒情況。
使用時，從清理檢査口 26放入木材並加入適量的煤炭點燃，開動風機3 並打開一次風閥5,空氣經一次風管4進入擺動爐篦29下部的一次風室30並 由此進入煤炭氣化室。待煤炭點燃後，暫時關閉一次風閥5，並從加煤口 25 加入攪拌有一定比例氧化鈣的煤炭，再次打開一次風閥5送風，同時，把引燃 的火種從觀察口 34放入中部的二次燃燒室22，形成等煤氣的點火狀態。當煤 炭氣化室產出的煤氣到點燃程度時經燃燒器23開始燃燒，開啟二次風閥6，由 二次風管7送入空氣助燃。此時，爐體1水套33與爐膽2中的水隨之加熱。 蒸汽發生室28隨著溫度的升高產出水蒸汽，水蒸汽通過輸汽管進入集汽器8， 並經集汽器8的蒸氣輸出管10和一次風管4送入一次風室30。送入的水蒸汽 與空氣混合後進入第一氣化室27A與第二氣化室27B中與正燃燒的煤炭發生化 學反應，產生大量的一氧化碳、烴類等可燃性氣體，即混合煤氣。在燃燒過程 中，與燃煤同時加入的氧化鈣與煤炭中的硫在高溫下也發生化學反應，產生固 體硫化鈣，隨著爐渣排出，同時達到了脫硫的效果。調整二次風閥6使燃燒器23達到最佳燃燒狀態。燃燒煙氣經由換熱區16前部火管上升到上部的煙腔20 後又隨著後部換熱區火管反燒到中部煙道17，煙氣從煙道17進入旋風除塵器 12，在離心作用下其中的灰塵進入水封池ll中除塵器水封32沉澱，與此同時 上述煙氣在離心力作用下與水封32進行接觸，使的煙氣中的二氧化硫與水封 32中的氫氧化鈣發生化學反應生成亞硫酸鈣沉澱在水封32中，剩餘的廢氣經 噴淋除塵器36第二次淨化後通過煙囪13排空。經一段時間燃燒後，從煤氣發 生室產出的煤氣數量逐漸減少，燃燒器23 (A， B)的火焰變小直到完全熄滅， 煤炭氣化室內的火繼續燃燒至將餘炭基本燃盡。擺動爐篦29出灰後從清理檢 査口 26將殘留炭火撥理均勻作為下次點火的火種，然後再次從加煤口 25加入 拌有一定比例氧化鈣的煤炭開始第二個產氣周期。
若將第一氣化室27A與第二氣化室27B的產氣高峰期錯開，兩個氣化室交 替出灰和添加燃料，即實現了鍋爐的連續供氣燃燒。
圖2所示為火管分布圖，在火管外周由水膽包裹，水膽內充滿水。
圖3所示為二次燃燒室22及煙道17截面圖，圖中前部為二次燃燒室，室 內有兩個燃燒器23A與23B，分別通第一氣化室27A與第二氣化室27B。上述 第一氣化室與第二氣化室上部可以設置一個主燃氣管將兩個氣化室產出的燃 氣匯集後通過支燃氣管分別通入兩個燃燒器。
圖4所示為兩個氣化室分布圖，在兩個燃燒室中部有一個蒸汽發生室28。
權利要求1、一種燃煤氣化常壓鍋爐，包括煤炭氣化室，位於煤炭氣化室上部的二次燃燒室(22)，由火管(18)及包裹火管的水膽構成的換熱區(36)及煙塵排放系統，其特徵在於所述的煤炭氣化室由兩個並列設置的第一氣化室(27A)與第二氣化室(27B)構成。
2、 按照權利要求1的燃煤氣化常壓鍋爐，其特徵在於第一氣化室(27A) 與第二氣化室(27B)之間還設置有蒸汽發生室(28)。
3、 按照權利要求2的燃煤氣化常壓鍋爐，其特徵在於所述蒸汽發生室(28) 通過蒸汽管與一個集汽器(8)相連，集汽器(8)通過蒸汽輸出管(10)與風 機(3)的送風管相連並由此與一次風室相連。
4、 按照權利要求l、 2或3的燃煤氣化常壓鍋爐，其特徵在於所述的換熱 區(36)由隔離室(21)分為煙氣上升區與煙氣下降區兩部分，其中煙氣上升 區內火管(18)的上下兩端分別與煙腔(20)和二次燃燒室(22)連通，煙氣 下降區內火管(18)的上下兩端分別與煙腔(20)和主煙道(17)連通。
專利摘要一種燃煤氣化常壓鍋爐，包括煤炭氣化室，位於煤炭氣化室上部的二次燃燒室，由火管及包裹火管的水膽構成的換熱區及煙塵排放系統，其中的煤炭氣化室由兩個並列設置的第一氣化室與第二氣化室構成。將燃煤全部氣化後進行燃燒，有效地降低了能耗、減少了汙染排放。兩個獨立氣化室既可單獨燃燒、也可交替燃燒、互補燃燒或同時燃燒。可以實現清灰不停火，並且做到連續穩定地產氣。減少了汙染，潔淨了空氣，煤炭的熱能利用率提高，較大程度地降低了能耗和汙染排放，同時也降低了成本。
文檔編號F22B9/00GK201285029SQ20082010577
公開日2009年8月5日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者仁 董, 陳海峰 申請人:晉中市華益型鋼熱工研究所;董 仁